[发明专利]一种有效地改善全氟磺酸膜离子电导率的方法

摘要

本发明采用在全氟磺酸膜(Nafion)中参杂磺化石墨烯(SGO)的方法，制备成SGO/Nafion复合膜，改善Nafion膜的离子电导率。本发明合成的SGO的加入对SGO/Nafion复合膜的吸水率，溶胀度以及离子电导率有明显的提高。吸水率从纯Nafion膜的30％增加到复合膜的89％，溶胀度从纯Nafion膜的75％增加到复合膜的142％，纯的Nafion膜的离子电导率为57.89Ms·cm^‑1，随着SGO含量的增加，复合膜的离子电导率逐渐增加，最高的Nafion‑8％‑SGO复合膜的离子电导率125.70Ms·cm^‑1，超过纯Nafion膜2倍多。

主权项

一种有效地改善全氟磺酸膜离子电导率的方法：采用在全氟磺酸膜(Nafion)中掺杂磺化石墨烯来改善其离子电导率；利用芳基重氮盐作为磺化试剂合成磺化石墨烯，其中所用的对氨基苯磺酸(SA)的量为1.3g‑4.5g，亚硝酸钠(NaNO₂)的量为0.1g‑1.5g，在15℃‑25℃的温水浴中溶解；然后在25℃‑45℃温度条件下在上述溶液中加入NaNO₂，当NaNO₂溶解于混合溶液后，将此溶液在搅拌条件下倒入到含有1mL浓盐酸(HCl)的20mL冰水中，并将温度保持在冰水浴中30min‑60min，形成芳基重氮盐；在一定温度下加入固体石墨烯(GO)150mg‑500mg，并加入50mL‑100mL水配成GO水溶液，匀速搅拌均匀，在磺化反应的温度下，往GO水溶液中滴入所合成的重氮盐溶液，并保持在该温度下，磺化反应后进行离心处理，并用去离子水洗数次，直至中性，得到磺化石墨烯溶液，冷冻干燥，得到固体磺化石墨烯。